基于新課標優化中學物理教學

北京師范大學物理學系 李春密 劉佳琪

為全面貫徹黨的教育方針、落實立德樹人根本任務，進一步回答“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”的時代問題，優化學校教育藍圖，2022年4月，教育部頒布《義務教育物理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“2022年版《課標》”），從有理想、有本領、有擔當三個方面明確了培養義務教育階段時代新人的具體要求，修訂了義務教育物理課程的課程目標，優化了課程內容，研制了學業質量標準，并對新課程的實施給出了細致具體的指導建議。為有效落實課標要求，將發展學生核心素養落到實處，本文結合2022年版《課標》中課程實施的教學建議，提出對優化中學物理教學的思考，以為一線教師更好地理解新課標內涵，有效開展物理教學提供參考。

一、圍繞學生核心素養的發展設計教學目標

以素養為導向的教學要求學生形成能應對新問題、新挑戰的能力和品格，這就需要實現從知識教學目標向核心素養教學目標的轉化。教師應圍繞物理觀念、科學思維、科學探究和科學態度與責任四個方面來設計和整合教學目標。

（一）設計核心素養教學目標的方法

圖1為教學目標的分析梳理圖。在梳理核心素養教學目標時，教師要充分挖掘物理課程內容對促進學生核心素養發展的功能和價值，從對課標的分析、教材的分析、內容的分析、學業要求的分析入手，結合學生學情，制定明確、具體、可操作的教學目標。

圖1 教學目標分析梳理圖

課標是制定教學目標的基礎和指導。教師首先要仔細研讀課程內容下的各級主題要求。通過一、二級主題把握課程內容的結構和關聯，防止教學目標碎片化。通過三級主題要求，分析課程內容的育人價值，設計具體的核心素養目標。事實上，每一個二級主題下的三級主題之間都具有相同的內在邏輯結構，遵循“現象—本質—規律—應用”的規律。以初中階段的“聲學”為例，首先通過大量的生活情境認識聲現象；接著通過振動發聲探尋聲音產生的本質，并進一步發現其傳播條件；為區分和鑒別形形色色的聲音，討論聲音的特性；最后推廣到聲音的應用，了解現代技術中聲學知識的應用和噪聲的危害及控制方法。

教材是教學內容的重要載體，是實施教學的重要依據。通過教材和教學內容分析，教師可以確定教學內容中蘊含的培養學生核心素養的潛在價值。教師要充分關注教材中的情境、問題、活動、實驗等，挖掘出促進物理觀念形成，培養科學思維、科學探究能力，有充分育人價值的教學資源，以此為基礎生成相應的教學目標。

此外，學業要求刻畫了學生在學完每一個一級主題后應該達成的學業成就，是按照物理核心素養的維度組織編寫的。教師可以結合學業要求的不同維度和細分內容，理解每個一級主題的具體教學指向，并將其分解到各課時之中，基于學情，制定合適的教學目標。

（二）核心素養教學目標的設計案例

選取初中“運動和相互作用”主題，“機械運動和力”這一二級主題下有關力的概念和彈力、重力、摩擦力幾種力的基本形式的教學內容，組成一個教學單元。核心知識目標是探尋力的本質、種類及相關規律。對應課程標準中三級主題2.2.3和2.2.4。

課標對此部分既提出了相應的知識內容要求，同時給出了通過實驗探究的方式來完成此部分學習的建議。結合相關教學內容，從核心素養的角度來看，“力”“彈力”等基本概念是對物體間相關作用的基本認識，是建立運動與相互作用觀念的基礎。“物體間力的作用是相互的”，是從物理學視角對客觀事物的本質屬性、內在規律和相互關系的認識，伴隨著對學生分析綜合、推理論證等科學思維的培養。最后，認識各類力的過程充滿了科學探究，如探究滑動摩擦力的大小與哪些因素有關等。通過學習，學生能從物理學的視角認識力，體會物理學與生活的密切聯系，逐步發展科學態度與責任。

在教學中，教師要幫助學生理解“為什么要引入‘力’的概念”這一根本問題，通過情境設置，如推門、擦黑板、彈簧壓縮等，帶領學生從不同現象中提煉出這些現象的共性、本質，通過實驗探究總結相應規律。

結合課程標準、教材、教學內容和內容要求分析，此部分的教學目標可以包括以下內容：認識日常生活中常見的幾種力，認識力的本質就是其作用的相互性，初步形成運動與相互作用觀念（物理觀念）；通過對力的相關規律的探究，學會推理論證的研究方法，具有初步的分析歸納能力，能運用規律分析簡單的實際問題并獲得結論（科學思維、科學探究）；體會物理學與生活的密切聯系，初步認識科學技術對社會發展和人類生活的影響，培養應用所學知識為社會服務的意識（科學態度與責任）等。

二、實施多樣化教學，靈活運用多種教學方式

多樣化的教學方式有助于提高學生的學習效果和學習動力，滿足學生個性化的學習需求。物理教學應發揮不同教學方式的獨特育人功能。教師要依據學情和教學內容，充分開發和利用教學資源，靈活選用多種教學方式，創造性地開展教學。2022年版《課標》倡導情境化教學，突出問題教學，強調“做中學”“用中學”，注重合理運用信息技術。

（一）倡導情境化教學

情境是“從生活走向物理、從物理走向社會”的橋梁。真實有意義的物理情境與教學內容有緊密的相關性，能幫助學生將抽象的概念和規律與實際生活相聯系，更好地理解知識的實際應用價值，發展解決實際問題的能力，培養物理學習的興趣。

學生基于生活和已有知識，積累了大量的生活經驗。教師要注意挖掘學生的前概念，用好經驗情境。例如：“同樣體積的鋁塊和鐵塊，鐵塊更重”“同樣體積的水和油，油比水輕”。教師可以此為基礎引導學生提煉共同特點，引入密度的概念。在創設情境時，要突出問題導向，例如，在速度教學時，提出“如何判斷汽車和火車哪個速度更快？”的問題，引發學生思考并自主提出解決問題的方案。在情境選擇上，教師既可以選擇真實且學生熟悉的生活情境，如光現象教學中的倒影、彩虹、筷子彎折等，展示物理和現實世界的密切聯系，也可以選擇與學生認知產生沖突、有新奇現象的情境，如摩擦力教學中的“拉書挑戰”情境，激發學生的學習興趣和探求真理的欲望。

2022年版《課標》在課程內容中增設了“情境素材建議”，部分“樣例”和“活動建議”也以情境為載體，提供了豐富的實踐情境、生活情境、社會情境、自然情境、科技與生產情境、物理學史情境等情境素材。教師在教學實踐中，要充分利用好課標提供的情境素材資源，同時結合當地特色合理選擇和創造情境素材，發揮好情境的育人功能。

（二）突出問題教學

問題教學以問題為主線，讓學生圍繞問題展開知識的建構過程，在問題情境中探索和發現知識，發展高層次的思維技能，鍛煉問題解決和主動學習的意識和能力。這里的問題指的是有價值的“真問題”，而非簡單的對與錯的問題。教師要從提問的角度引導學生關心日常生活、工程實踐和社會發展，關心實際情境，提出具有挑戰性和啟發性，有探究意義的問題。

在問題的提出上，教師可以核心問題引領整個單元教學。比如，在“光現象”教學中，提出“如何矯正視力”這一與學生生活有密切聯系的核心問題。在教學中引導學生將核心問題進一步拆分成“人眼如何看到光”“光是如何傳播的”“光在透鏡中的傳播規律是怎樣的”“眼睛的結構和眼鏡的原理是什么”等子問題，以問題鏈串聯起整個單元的核心知識，讓學生在問題解決的過程中建構相關知識體系。教師也可以基于問題構建小單元的教學，比如，在“壓強”與“液體壓強”教學中，教師可以提出“汽車落水時如何自救”的問題，引導學生通過學習，提出使用破窗錘、待車內灌滿水使內外液體壓強平衡時打開車門等方法來解決問題，培養學生解決問題、學以致用的能力。

在解決問題的過程中，教師要注意引導學生清晰地表達自己的觀點，鼓勵學生進行交流與合作，幫助學生養成良好的思維習慣，做到概念清楚、研究對象明確、思維有邏輯、結論有依據。

（三）強調“做中學”“用中學”

新課程改革高度重視學生的實踐能力，致力于促進學生知識學習方式的轉變，以實現學生知識學習與實踐能力發展之間的融合。活動是核心素養的發展渠道。教師在教學中要善于組織以理解和應用為基礎、具備探究性和實踐性的學習活動，將其有機融合在學生的學習過程中。在課前，教師可以組織學生收集多種多樣的信息，開展前期調研；課堂上，要充分利用好演示實驗和學生實驗，以匯報展示、討論交流的方式組織學生學習；在課后，可讓學生結合所學內容，研究一些小課題或制造一些小模型、小用具等。

例如，在講解“凸透鏡成像的規律”時，教師可以為學生提供凸透鏡，讓學生將透鏡放在離眼睛不同的距離處觀察書本上的字、窗外的景色，引導學生在實際情境中發現和提出問題。為了解決“像的虛實、大小、正倒和什么條件有關”的問題，學生就需要實際動手操作實驗探究凸透鏡的成像規律。在學生得到結論后，教師可以讓學生列舉生活中凸透鏡成像規律的應用實例，并引導學生運用發現的規律分析各類情境下凸透鏡成像的特點。在做中學和用中學的過程中，實現知識的建構和應用。在課后，教師也可以組織學生制作簡易望遠鏡、水制放大鏡等，進一步培養學生的動手實踐能力。

需要強調的是，2022年版《課標》在課程內容的每個主題下都提供了豐富的“示例”和“活動建議”，包含實驗、查閱資料、實物考察、信息調研、模型或用具制作等多種類型的活動，為教師設計教學活動提供了有價值的參考。教師也可以根據教學實際情況，自主開發能激發學生興趣、有效服務于教學的特色活動。

（四）注重合理運用信息技術

當今世界科技信息技術發展日新月異。信息技術的創新為學生提供了更好的學習機會和學習資源，也為教師創新教學方式、提升教學效率提供了幫助。教師要充分發揮信息技術的優勢，將其有效融入物理教學，引導學生在物理學習中應用信息技術，提升運用信息技術的能力，以更好地適應信息時代的要求。

首先，教師可以利用信息技術豐富學生的學習體驗。多媒體教學資源，如視頻、動畫和音頻等為學生提供了多樣化的學習材料，增加了學習的趣味性。虛擬現實、增強現實、模擬實驗和互動學習工具等技術能突破常規實驗儀器的局限，為學生身臨其境地進行學習提供了更多可能。例如，教師可以在課堂上播放太空實驗的視頻，也可以利用虛擬仿真實驗室帶領學生模擬實驗條件嚴苛或實驗器材不易得的實驗。例如，模擬微觀尺度的實驗，如研究原子結構、分子運動等。

其次，教師可以利用信息技術實現教學的優化。例如，運用攝像技術放大實驗細節，放慢實驗速度，使學生能觀察到不易觀察的現象，如水沸騰時氣泡隨時間發生的變化等。再如，在實驗中引入傳感器，會有效增加數據的數量和準確性，數據處理過程也更容易。教師也可以利用GeoGebra，Algodoo等模擬軟件制作動畫和視頻，如聲波的振動和傳播等，幫助學生理解現象背后的物理機制。

此外，信息技術還可以為教師提供及時的評價反饋。教師可以利用平板電腦、“勾勾教學”平臺等，實時收集學生學習的反饋信息并進行分析，根據學生的學習情況隨時調整教學。

三、提升質量，確保物理課程實踐活動有效實施

新時代國家對于復合型創新人才的需求日益增加。為順應人才培養的需要，2022年版《課標》積極推動育人方式的變革，力求在基于實踐、通過實踐、為了實踐的過程中開展學習，突出物理課程的實踐性。倡導以物理學家探索物理世界的方式學習物理，切實發揮物理實驗的育人功能；推動學科交叉融合，組織開展跨學科實踐。一線教師要從規范實驗教學和有效實施跨學科實踐活動兩方面提升物理課程實踐活動的教學質量。

（一）規范實驗教學

物理學是一門以實驗為基礎的自然科學。實驗教學對于學生物理核心素養的提升有著舉足輕重的作用。義務教育物理課程階段的實驗可分為演示實驗、測量類實驗和探究類實驗。演示實驗由教師示范規范操作，可以幫助學生建立和理解概念、發現和認識規律，了解常見的實驗原理和方法。測量類實驗既可以幫助學生加深對物理概念和規律的認識，也能讓學生經歷理解實驗原理、安全完成實驗操作、獲取和處理數據的完整過程。探究類實驗則幫助學生在“問題—證據—解釋—交流”的科學探究過程中發展科學探究素養。教師要立足于各類實驗的特點，采用不同的教學方式，充分發揮不同種類實驗的獨特育人價值。

在實驗教學過程中，教師首先要注意突出教學重點，引導學生明確觀察對象、著重觀察重點現象，發現問題、提出問題、合理猜想。如在演示實驗“光的折射現象及特點”中，光在玻璃磚和空氣的交界面既會發生反射也會發生折射，教師要帶領學生結合已經學習的光的反射規律解釋實驗中伴隨的反射現象，再著重引導學生觀察光線在介質交界面處發生的偏折情況，引導學生進一步探究光的折射規律。

其次，教師要關注對學生設計實驗方案、收集證據、基于證據解釋問題和評估反思的能力的培養。教師要在確保安全的前提下大膽放手，鼓勵學生自己設計實驗方案、改進和自制實驗器材。例如，在探究實驗“探究滑動摩擦力大小與哪些因素有關”的實驗教學中，可以先讓學生小組討論設計實驗方案并進行初步嘗試。學生會在實驗過程中發現難以實現“保持物塊勻速運動”。對此，教師要進一步組織學生思考如何實現物塊相對于不同接觸面做緩慢勻速運動，以保證彈簧測力計示數等于物理塊所受滑動摩擦力的大小，對實驗做出改進，以使學生感受探究的樂趣，發展探究能力。

此外，教師要善于使用生活化的實驗器材，選擇生活化的實驗情境。例如：在探究杠桿的平衡條件時，可在杠桿兩側懸吊學生常見的物體使杠桿平衡；在學習功率時，可以讓學生比較班級內不同同學舉啞鈴的功率等。在課后，教師也可基于學生興趣開展相應的拓展實驗，如用彈簧或橡皮筋制作簡易測力計等。

（二）有效實施跨學科實踐活動

解決現實生活中的問題，往往需要學生跨學科應用知識、動手操作來完成。跨學科實踐活動打破了學科壁壘，對教師的教學提出了新的挑戰。物理學科的跨學科實踐活動是以物理學大觀念為主體，借助物理學科與其他學科間的共通性概念開展的教學活動。教師既要立足于物理課程內容，又要勇于跨出物理學科，選擇具有綜合性、實踐性、開放性的現實問題進行研究。活動的形式既可以探究實際問題，也可以是制作模型、用具等產品。教師要和學生一起從多角度觀察、分析問題，制訂解決問題的行動方案。

在課題選擇上，教師可以結合當地特點，圍繞現實生活和社會發展的熱點問題，從多學科角度觀察、思考和分析問題，挖掘、選取有教育意義的素材，將其改造成跨學科實踐的問題或任務。例如，能量是一個典型的跨學科大概念。教師可以“能源的轉換與利用”為主題組織實踐活動，討論能源轉換與利用的形式、對環境的影響，調查當地能源利用的現狀，并對當地能源利用提出相應的改進建議。在這一過程中，學生需要建構“能量”主題的知識體系，了解能量、能量的轉化和轉移、幾種典型的能量存在形式，體會能量轉化和守恒的思想，同時也需要了解地理學、環境科學、可持續發展等相關知識，充分體現了學科間的協作與綜合。

在實踐活動的組織過程中，教師要引導學生將跨學科實踐課題拆解為若干驅動性任務，轉化為可操作的教學設計和實施方案。例如，在浮力知識下，可以結合工程學和國防知識，設計“自制潛水艇”的跨學科實踐活動。為了完成這一任務，學生需要回答“為什么潛水艇可以漂浮在水面上”“潛水艇在水下是否受到浮力”“潛水艇是如何實現浮沉的”等一系列問題。在問題的驅動下，學生需要通過學習認識浮力、了解浮力大小的影響因素、知道阿基米德原理、了解物體的浮沉條件，為產品的制作提供理論基礎。在完成理論建構后，學生可以依次進行設計、制作、測試、修改和完善，最終完成簡易作品的制作。

在活動成果的展示上，注重通過多種物化形式來呈現成果，如設計作品、制作模型和撰寫報告等。教師要引導學生充分交流、總結和反思。可根據成果的形式，組織開展成果展覽、報告會、研討會等多種方式的交流活動。教師要對學生的成果做出適當評價，以促進學生實踐能力的發展。

四、結語

2022年版《課標》的頒布引領和推動了物理課程育人方式的深度變革，為提高中學物理教學質量，落實核心素養提供了明確的指引。廣大一線物理教師要仔細研讀課程標準，充分理解核心素養內涵，將課程標準所蘊含的課程觀內化于教學實踐中，充分發揮師生在教學中的主動性和創造力，不斷優化物理教學，發展學生的核心素養。